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三维空间中的旋转有很多种表示方式,欧拉角,旋转矩阵,旋转向量,四元数。由于在slam与机器人中会大量用到这方面的知识,所以在这里将此方面的知识总结一下,方便以后查阅。 欧拉角(Euler Angle) 欧拉角可以使用滑翔翼飞行器控制来理解,比如对于下面这张图,一般假设红色轴为z轴,则z轴表示空间的第三维,则去掉这一维度表示飞行器在一个二维平面上;蓝色轴为x轴,也是飞行器的朝向,因此绕此轴转动就像是飞行器在做翻滚动作,因此叫翻滚角(roll);绿色轴为y轴,绕这个轴转动其实就是飞机开始准备向上飞或者向下飞了,因此叫俯仰角(pitch);同理,绕红色轴也就是z轴转动代表飞机开始调整自身在二维平面上的朝向了,因此叫偏航角(yaw)。 在欧拉角的表示中,yaw、pitch、roll的顺序对旋转结果是有影响的。即 给定一组欧拉角角度值,比如yaw=45度,pitch=30度,roll=60度,按照yaw-pitch-roll的顺序旋转和按照yaw-roll-pitch的顺序旋转,最终刚体的朝向是不同的! 换言之,若刚体需要按照两种不同的旋转顺序旋转到相同的朝向,所需要的欧拉角角度值则是不同的!...
论文介绍了一种新的网络结构用于人体姿态检测,作者在论文中展现了不断重复bottom-up、top-down过程以及运用intermediate supervison(中间监督)对于网络性能的提升,下面来介绍Stacked Hourglass Networks. 简介 理解人类的姿态对于一些高级的任务比如行为识别来说特别重要,而且也是一些人机交互任务的基础。作者提出了一种新的网络结构Stacked Hourglass Networks来对人体的姿态进行识别,这个网络结构能够捕获并整合图像所有尺度的信息。之所以称这种网络为Stacked Hourglass Networks,主要是它长得很像堆叠起来的沙漏,如下图所示: 这种堆叠在一起的Hourglass模块结构是对称的,bottom-up过程将图片从高分辨率降到低分辨率,top-down过程将图片从低分辨率升到高分辨率,这种网络结构包含了许多pooling和upsampling的步骤,pooling可以将图片降到一个很低的分辨率,upsampling可以结合多个分辨率的特征。 下面介绍具体的网络结构。 Hourglass Module...
背景 本文主要是 《NICE: Non-linear Independent Components Estimation》 一文的介绍和实现。这篇文章也是glow这个模型的基础文章之一,可以说它就是glow的奠基石。 艰难的分布 众所周知,目前主流的生成模型包括VAE和GAN,但事实上除了这两个之外,还有基于flow的模型(flow可以直接翻译为“流”,它的概念我们后面再介绍)。事实上flow的历史和VAE、GAN它们一样悠久,但是flow却鲜为人知。在我看来,大概原因是flow找不到像GAN一样的诸如“造假者-鉴别者”的直观解释吧,因为flow整体偏数学化,加上早期效果没有特别好但计算量又特别大,所以很难让人提起兴趣来。不过现在看来,OpenAI的这个好得让人惊叹的、基于flow的glow模型,估计会让更多的人投入到flow模型的改进中。 glow模型生成的高清人脸 生成模型的本质,就是希望用一个我们知道的概率模型来拟合所给的数据样本, 也就是说,我们得写出一个带参数 \(𝜃\) 的分布 \(q_{\boldsymbol{\theta}}(\boldsymbol{x})\)...
Normalizing flow(标准化流)是一类对概率分布进行建模的工具,它能完成简单的概率分布(例如高斯分布)和任意复杂分布之间的相互转换,经常被用于 data generation、density estimation、inpainting 等任务中,例如 Stability AI 提出的 Stable Diffusion 3 中用到的 rectified flow 就是 normalizing flow 的变体之一。 为了便于理解,在正式开始介绍之前先简要说明一下 normalizing flow 的做法。如上图所示, 为了将一个高斯分布 \(z_0\) 转换为一个复杂的分布 \(z_K\) ,normalizing flow 会对初始的分布 \(z_0\) 进行多次可逆的变换,将其逐渐转换为 \(z_K\) 。由于每一次变换都是可逆的,从 \(z_K\) 出发也能得到高斯分布 \(z_0\) 。这样,我们就实现了复杂分布与高斯分布之间的互相转换,从而能从简单的高斯分布建立任意复杂分布。 对 diffusion models 比较熟悉的读者可能已经发现了,这个过程和...
1-Rectified Flow 可以认为是 flow matching的ot最优传输形式 Rectified Flow目的是将多对多无约束映射 转变成 一对一有约束映射。 ode会保证路径是“因果”的,也就是避免相交的情况 2-Rectified Flow或者叫Reflow 核心的实际上是加噪过程的样本交点数目降低,交点处模型无法精确学习向量场,交点数少了,模型在每个点预测都更准了,加噪过程是直线,所以能更少步数走到起点(但整体采样过程不是直线) 原本随机采样的DDPM模型中,也隐含了一个确定性的采样过程DDIM,它的连续极限也是一个ODE 。 细想上述过程, 可以发现不管是“DDPM→DDIM”还是“SDE→ODE”,都是从随机采样模型过渡到确定性模型,而如果我们一开始的目标就是ODE,那么该过程未免显得有点“迂回”了 。在本文中,笔者尝试给出ODE扩散模型的直接推导,并揭示了它与雅可比行列式、热传导方程等内容的联系。 Rectified Flow 理论推导 微分方程...
深度相机 “工欲善其事必先利其器‘’我们先从能够获取RGBD数据的相机开始谈起。首先我们来看一看其分类。 根据其工作原理主要分为三类: 1.双目方案 基于双目立体视觉的深度相机类似人类的双眼,和基于TOF、结构光原理的深度相机不同,它不对外主动投射光源,完全依靠拍摄的两张图片(彩色RGB或者灰度图)来计算深度,因此有时候也被称为被动双目深度相机。比较知名的产品有STEROLABS 推出的 ZED 2K Stereo Camera和Point Grey 公司推出的 BumbleBee。 双目立体视觉是基于视差原理,由多幅图像获取物体三维几何信息的方法。在机器视觉系统中, 双目视觉一般由双摄像机从不同角度同时获取周围景物的两幅数字图像,或有由单摄像机在不同时刻从不同角度获取周围景物的两幅数字图像 ,并基于视差原理即可恢复出物体三维几何信息,重建周围景物的三维形状与位置。 双目视觉有的时候我们也会把它称为体视,是人类利用双眼获取环境三维信息的主要途径。从目前来看,随着机器视觉理论的发展,双目立体视觉在机器视觉研究中发回来看了越来越重要的作用 为什么非得用双目相机才能得到深度?...
简介 生成对抗网络 ( Generative Adversarial Network, GAN ) 是由 Goodfellow 于 2014 年提出的一种对抗网络。这个网络框架包含两个部分,一个生成模型 (generative model) 和一个判别模型 (discriminative model)。其中,生成模型可以理解为一个伪造者,试图通过构造假的数据骗过判别模型的甄别;判别模型可以理解为一个警察,尽可能甄别数据是来自于真实样本还是伪造者构造的假数据。两个模型都通过不断的学习提高自己的能力,即生成模型希望生成更真的假数据骗过判别模型,而判别模型希望能学习如何更准确的识别生成模型的假数据。 网络框架 GAN 由两部分构成,一个 生成器 ( Generator ) 和一个 判别器 ( Discriminator )。对于生成器,我们需要学习关于数据 \(x\) 的一个分布 \(p_g\) ,首先定义一个输入数据的先验分布 \(p_z(z)\) ,其次定义一个映射 \(G \left(\boldsymbol{z}; \theta_g\right): \boldsymbol{z}...
本文受启发于著名的国外博文 《Wasserstein GAN and the Kantorovich-Rubinstein Duality》 ,内容跟它大体上相同,但是删除了一些冗余的部分,对不够充分或者含糊不清的地方作了补充。 Wasserstein距离 显然,整篇文章必然围绕着Wasserstein距离( \(\mathcal{W}\) 距离)来展开。假设我们有了两个概率分布 \(p(x),q(x)\) ,那么Wasserstein距离的定义为 \[\mathcal{W}[p,q]=\inf_{\gamma\in \Pi[p,q]} \iint \gamma(\boldsymbol{x},\boldsymbol{y}) d(\boldsymbol{x},\boldsymbol{y}) d\boldsymbol{x}d\boldsymbol{y}\] 事实上,这也算是最优传输理论中最核心的定义了。 成本函数 首先 \(d(x,y)\) ,它不一定是距离,其准确含义应该是一个成本函数,代表着从 \(x\) 运输到 \(y\) 的成本。常用的 \(d\) 是基于 \(l\)...
2022年中旬,以扩散模型为核心的图像生成模型将AI绘画带入了大众的视野。实际上,在更早的一年之前,就有了一个能根据文字生成高清图片的模型——VQGAN。VQGAN不仅本身具有强大的图像生成能力,更是传承了前作VQVAE把图像压缩成离散编码的思想,推广了「先压缩,再生成」的两阶段图像生成思路,启发了无数后续工作。 VQGAN 核心思想 VQGAN的论文名为 Taming Transformers for High-Resolution Image Synthesis,直译过来是「驯服Transformer模型以实现高清图像合成」。可以看出,该方法是在用Transformer生成图像。可是,为什么这个模型叫做VQGAN,是一个GAN呢?这是因为,VQGAN使用了两阶段的图像生成方法: 训练时,先训练一个图像压缩模型(包括编码器和解码器两个子模型),再训练一个生成压缩图像的模型。 生成时, 先用第二个模型生成出一个压缩图像,再用第一个模型复原成真实图像 。 其中,第一个图像压缩模型叫做VQGAN,第二个压缩图像生成模型是一个基于Transformer的模型。...
整体流程 # 文件夹biaoding处理加crop以及生成.yml系列文件,保存在calib_params以及biaoding_pipeline文件夹中 0_test_calibprocess.sh # 内参标定,往往需要多天数据,且要保证标定板出现的多样性以及cover大部分区域 1_calib_intrics.sh # 外参标定,使用混合的内参对单天数据进行外参标定,最好loss在0.000x 1_calib_extrics.sh # 修改anchor.yaml相机信息进行15标定,loss 100以下,A88参考为50左右 2_test_merge.sh # 选择数据送标anchor,返回后, loss 0.00x, 不准基本就是anchor标错或者方向盘等位置发生运动 python tools/display_tags.py --anchor_path /mnt/.../anchor 3_test_anchors.sh # 检查anchor的3d位置是否正确 # 首先根据点位加入颜色 python 3_addcolor_anchor.py #...
Flow Matching 其实是将 flow 的离散形式转换为连续形式(连续标准化流CNF),进而可以看成是一个ODE方程,实际求解的是这个ODE 求解的核心思路是:构建速度场通过数值积分求解位移,也就是通过预测速度场,从而转为ode求解 从概率路径的角度上来说,解是无穷多的,不同的方法本质上讲是在于构造尽可能简单、直接、易解的概率路径 通过不同的条件概率路径,可以构造出VP(score matching)、 VE(diffusion)、OT(1-rectified flow)等形式 实际的边缘概率分布路径并不是一条直线 ,我们是通过拟合条件速度场来逼近边缘速度场, 即使我们证明了对于参数 \(\theta\) 来说优化目标是等价的,但终究还是有一些gap Flow-based Models Normalizing Flow Normalizing Flow 是一种基于 变换 对概率分布进行建模的模型,其通过一系列 离散且可逆的变换 实现任意分布与先验分布(例如标准高斯分布)之间的相互转换。在 Normalizing Flow...
SD模型原理 SD是CompVis、Stability AI和LAION等公司研发的一个文生图模型,它的模型和代码是开源的,而且训练数据LAION-5B也是开源的。SD在开源90天github仓库就收获了 33K的stars ,可见这个模型是多受欢迎。 SD是一个 基于latent的扩散模型 ,它在UNet中引入text condition来实现基于文本生成图像。SD的核心来源于 Latent Diffusion 这个工作,常规的扩散模型是基于pixel的生成模型,而Latent Diffusion是基于latent的生成模型,它先采用一个autoencoder将图像压缩到latent空间,然后用扩散模型来生成图像的latents,最后送入autoencoder的decoder模块就可以得到生成的图像。 基于latent的扩散模型的优势在于计算效率更高效,因为图像的latent空间要比图像pixel空间要小,这也是SD的核心优势...